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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Centre Universitaire Nour Bachir El Bayadh Institut des sciences Département de Technologie CLASSE DE 3EME ANNEE LICENCE ELECTROTECHNIQUE Réalisé par: Dr. BENALI Abdelkrim Année Universitaire 2019 / 2020 COURS SCHEMAS ET APPAREILLAGE ÉLECTRIQUE 2 Matière 1: Schémas et Appareillage électrique VHS: 37h30 (Cours: 1h30, TP: 1h00) Crédits: 3 Coefficient: 2 Mode d’évaluation: Contrôle continu: 40%; Examen: 60%. Objectifs de la matière d’enseignement: Cette matière concerne la conception de montages électriques en domaine domestique et industriel : analyse, principe de fonctionnement, schématisation des circuits électriques, apprendre les différents types d’appareillages de protection et de commande ainsi que le dimensionnement de l’appareillage électrique pour tous types d’application. Elle permet aussi à l’étudiant de mettre en pratique les connaissances acquises durant sa formation en réalisant des circuits électriques et les appliquer aux circuits d’éclairage et commande des moteurs électriques. Le cours traite quatre chapitres : Chapitre I: Appareillage électrique Chapitre II: Élaboration des schémas électriques Chapitre III: Circuits d’éclairage Chapitre IV: Trois modes de commande d'un moteur électrique Sommaire Chapitre I: Appareillage électrique I.1 Les interrupteurs ………………………………………………………………………………………………...04 I.2 Les commutateurs ………………………………………………………………………………………………08 I.3 Le sectionneur ………………………………………………………………………………………...……….…08 I.4 Le contacteur……………………………………………………………………………………………………....10 I.5 Fusibles ……………………………………………………………………………………………………………..16 I.6 Relais thermique ………………………………………………………………………………………….……..21 I.7 Relais électromagnétique ……………………………………………………………………………………25 I.8 Disjoncteurs ……………………………………………………………………………………………………….28 I.9 Les capteurs actifs et passifs …………………………………………………………………...…………..36 Chapitre II: Élaboration des schémas électriques II.1 Symboles normalisés de l'appareillage électrique……………………………………..…………42 II.2 Classification des schémas selon le mode de représentation………………………..………45 II.3 Les schémas électriques domaine domestique …………………………………………..……….46 II.4 Les schémas électriques dans le domaine industriel ………………………………….……….48 Chapitre III. Circuits d’éclairage III.1. Montage simple allumage………………………………………………………………………………...52 III.2.Montage double allumage………………………………………………………………………….……...53 III.3.Montage va et vient………………………………………………………………………………………….55 III.4.Allumage par télérupteur………………………………………………………………………….………58 III.5. Allumage par minuterie…………………………………………………………………………………...60 III.5.1. Principe d’une minuterie avec effet ………………………………………………..…………….60 III.5.2. Principe d’une minuterie sans effet…………………………………………………..…………..61 Chapitre IV. Trois modes de commande d'un moteur électrique IV.1. Démarrage direct à un seul sens de rotation………………………………………….…………..62 IV.2. Démarrage direct moteur avec double sens de rotation……………………………….…….65 IV.3. Démarrage étoile triangle…………………………………………………………………….…………..67 4 Chapitre I: Appareillage électrique 1. Les interrupteurs Définition : L’interrupteur électrique est un organe physique qui permet de commander un circuit électrique, permettant d'interrompre ou d'autoriser le passage de courant. Il est symbolisé dans la norme NE par la lettre S. Figure I.1: Symbole standard d’un interrupteur (a) Etat ouvert (b) état fermé Il existe plusieurs types des interrupteurs :  Interrupteur à bouton poussoir L'interrupteur à bouton poussoir est un dispositif à action momentané ou fugitif qui sert à envoyer une impulsion électrique en ouvrant ou fermant un circuit. L'appui d'un bouton entraine une modification de l'état du contact. Figure I.2 : Etats des boutons poussoirs, S1 bouton poussoir initialement fermé, S2 bouton poussoir initialement ouvert. Figure I.3 : Etats des interrupteurs commutateurs, S3 interrupteurs rotatif à clef, S4 commutateur rotatif et S5 Bouton d'arrêt d'urgence coup de poing. Les interrupteurs sont repérés dans les schémas électriques par le numéro 1et 2 pour l’état fermé et 3 et 4 pour l’état ouvert comme illustré à la figure I.4, ainsi le diagramme de fonctionnement des boutons poussoirs est démontré à la figure I.2. Figure I.4: Diagramme de fonctionnement des interrupteurs  Interrupteur à levier Les interrupteurs à levier comptent parmi les composants électriques les plus basiques et les plus courants. Le levier de commande dépasse sur la face avant d'un support qui peut être un tableau de bord, sur lequel est fréquemment fixé l'interrupteur par un dispositif d'écrou. Figure I.5 : Interrupteur à levier  Interrupteur à bascule Les interrupteurs à bascule sont les plus courants. Ils ont un fonctionnement identique au levier, le bouton basculeur n'étant qu'un levier à plat. Ils sont limités à trois états, fréquemment deux états sont utilisés (marche/arrêt). Leur position n'est pas forcément facile à visualiser rapidement, sauf lorsque leur ergonomie est spécifiquement étudiée, comme par exemple dans les équipements d'automobile. Ce type d'interrupteur est le plus souvent le plus fiable, car la mécanique du basculeur est spécifiquement adaptée à la commutation électrique : en associant le travail de l'opérateur à l'action d'un dispositif de ressort particulièrement simple, il assure des transitions électriques et mécaniques franches et fiables. 6 Figure I.6 : Interrupteur à bascule • Interrupteur à glissière Un interrupteur à glissière possède l'avantage de pouvoir offrir plus de trois positions stables, avec en prime un repère visuel de sa position. Par contre, il est quelquefois mal aisé à manipuler, il requiert le plus souvent une bonne attention et un certain doigté pour être actionné. Ce type d'interrupteur était fréquemment utilisé dans les appareils de sonorisation domestiques et professionnels, où il est désormais remplacé par des interrupteurs électroniques statiques en circuit intégré, bien plus fiables et nettement moins coûteux. Figure I.7 : Interrupteur à glissière  Bouton tournant ou interrupteur commutateur rotatif Les interrupteurs rotatifs, fréquemment nommés commutateurs rotatifs sont commandés par un axe sur lequel est fixé un bouton qui sert en même temps d'enjoliveur. Ce type d'interrupteur peut comporter toujours plus de positions stables qu'un interrupteur à glissière et , peut offrir de nombreux circuits scindés. Sur certains modèles ces deux paramètres peuvent même être modifiés avant l'installation. Figure I.8 : Commutateur rotatif  Interrupteur à Lame Souple Un Interrupteur à Lame Souple (ILS ou interrupteur reed) est un interrupteur qui établit ou coupe une connexion électrique selon la présence ou non d'un champ magnétique. Il est le plus souvent constitué d'une ampoule de verre protectrice contenant une atmosphère non oxydante (sans oxygène ni vapeur d'eau) et deux contacts souples. Ces contacts sont magnétisables et élastiques, à base de fer doux par exemple. En présence d'un champ magnétique, les contacts s'aimantent par influence, et sont attirés l'un par l'autre. Ils se rapprochent et se touchent, établissant le courant. Quand le champ magnétique cesse, l'aimantation cesse aussi, et l'élasticité des contacts les écarte, coupant le courant. Il est fréquemment utilisé comme capteur fin de course pour les vérins, ou en générateur d'impulsions de comptage : un aimant permanent fixé sur la partie mobile modifie l'état de l'interrupteur en passant devant, transmettant ainsi une information au dispositif de commande ou au compteur. Figure I.9 : Interrupteur à lame souple 8 2. Les commutateurs Le commutateur est un interrupteur qui permet de choisir entre plusieurs états actifs d'un appareil donc il est destiné à couper, à rétablir, à inverser le sens du courant électrique, ainsi que le distribuer à volonté dans différents circuits. Commutateur universel, commutateur-inverseur, commutateur de couplage comme il existe des commutateurs à plusieurs pôles. Figure I.10 : Symbole d'un inverseur 3. Le sectionneur Le sectionneur est un appareil électromécanique symbolisé par Q permettant de séparer de façon mécanique, un circuit électrique et son alimentation, tout en assurant physiquement une distance de sectionnement satisfaisante électriquement afin d’isoler la partie de l’installation en aval du sectionneur. L'objectif peut être d'assurer la sécurité des personnes travaillant sur la partie isolée du réseau électrique ou bien d'éliminer une partie du réseau en dysfonctionnement pour pouvoir en utiliser les autres parties. Le sectionneur, à la différence du disjoncteur ou de l'interrupteur, n'a pas de pouvoir de coupure, ni de fermeture. Il est impératif d'arrêter l'équipement aval pour éviter une ouverture en charge. Dans le cas contraire de graves brûlures pourraient être provoquées, liées à un arc électrique provoqué par l'ouverture. Figure I.11 : Sectionneurs basse tension (a) Une coupure électrique réellement visible (b) sectionneur porte fusible (c) interrupteur sectionneur Il existe plusieurs types des sectionneurs dans le marche parmi les quels on peut citer deux grandes catégories : 3.1 Sectionneur basse tension: Cet appareil est souvent muni de fusibles, il est alors appelé sectionneur porte-fusibles. Certains sectionneurs comportent aussi des contacts à pré-coupure permettant de couper la commande des organes de puissance afin d'éviter une manœuvre en charge. 3.2 Sectionneur haute tension: La fonction principale d'un sectionneur haute tension est de pouvoir séparer un élément d'un réseau électrique (ligne à haute tension, transformateur, portion de poste électrique,...) afin de permettre à un opérateur d'effectuer une opération de maintenance sur cet élément sans risque de choc électrique. On combine souvent les sectionneurs haute tension et basse tension de forte puissance avec une mise à la terre. Il s'agit d'un organe de sécurité, dont le but est de fixer le potentiel d'une installation préalablement mise hors tension, pour permettre l'intervention humaine en toute sécurité sur une installation. Figure I.12 : Schéma et symbole d’un sectionneur triphasé Le principe de fonctionnement et conditions d’installation sont résumes dans les points suivants :  S’installe majoritairement en tête d’une installation électrique ;  indiquer sans ambiguïté sa position : on parle parfois de coupure visible  Permet d’isoler un circuit électrique (partie puissance et commande) du réseau d’alimentation dont il doit couper tout les conducteurs actif sauf le PEN. 10  Contrairement à l’interrupteur –sectionneur, le sectionneur porte fusible n’a pas de pouvoir de coupure : il ne permet pas de couper un circuit électrique en charge (moteur électrique en rotation, résistances de chauffage alimentées,…) ;  Est un organe de sécurité lors d’une intervention de maintenance : cadenassé en position ouverte par un agent de maintenance habilité, uploads/Industriel/ cours-schemas-et-appareillages-electriques.pdf